Коллоидные вещества

природных водах происходит постоянный обмен металлами между растворенной формой, частицами

коллоидов и вмещающими породами или донными отложениями. Коллоиды способны активно сорбировать тяжелые металлы. Со временем коллоидные растворы коагулируют, в результате чего сорбированные элементы переходят в твердую фазу. Вода самоочищается.
Если поступление тяжелых металлов в поверхностных водоемах прекращается, поверх загрязненного ила образуется свежий слой "чистых" донных отложений. В результате тяжелые металлы изолируются и выводятся из экосистемы. Именно так водоемы справляются с последствиями антропогенных аварий.

полей металлоносных осадков (гидротермальный плюм на фото), Fe-Mn конкреций на

дне Океана, скоплений бокситов.

результате гидролиза полевых шпатов при выветривании горных пород.
В воде

аморфный кремнезем малорастворим, при комнатной температуре его растворимость составляет 120 мг/л, а растворимость стабильного кварца более чем на порядок ниже.
Тем не менее кремнекислоты содержатся во всех природных водах, соотношение определяется щелочно-кислотными равновесиями. H2SiO3 – метакремневая кислота; Н4SiO4 – ортокремневая; часто даются в виде суммы SiO2.
При температурах около 100°С растворимость аморфного кремнезема достигает 400 мг/л. Высокие содержания кремнекислоты известны в глубинных кислых (рН < 4) водах.

его возрастает и в щелочных водах, но обычно в подземных

водах оно не превышает первых десятков миллиграммов на литр. В воде SiО2 чаще присутствует в молекулярно-диспергированном (H4SiО4, H2SiО3), реже коллоидальном (xSiO2×yН2O) состоянии.
Кремнезем способен отлагаться из вод термальных источников, особенно щелочных азотных терм, образуя специфические осадки — гейзериты. В гейзеритах Долины Гейзеров SiO2 > 90-95 %.

орошения почвы в США рекомендуется использовать воды с предельно допустимой

концентрацией (ПДК) кремния в пределах 10—50 мг/л.
В связи с образованием труднорастворимых осадков в паровых котлах, бойлерах и турбинах ПДК кремния составляет 1—40 мг/л (в зависимости от давления).

от коррозии.
В бальнеологии кремнекислота состава H2SiО3+HSiО3≥50 мг/л используется в

качестве лечебного компонента.
Практикуется использование "кремней" для улучшения качества питьевых вод.

При окислении (Fe2+→Fe3+) и гидролизе образуется коллоидный осадок гидроксида железа

(III), ухудшающий органолептические показатели воды.
Ограниченная миграционная способность этого компонента обусловлена наличием окислительного и сульфидного геохимических барьеров на путях миграции.

и минералах (кларк 4,2 %) (железорудные формации, магнетит, гематит, сидерит,

гётит, железистые силикаты и пр.).

При высоких концентрациях Fe2+ осадки гидроксидов забивают трубопроводы и водозаборную арматуру.
В подземных водах оно содержится в относительно небольших количествах (единицы, десятки миллиграммов на литр), изредка достигая сотен и в исключительных случаях (в резко восстановительной обстановке) тысяч миллиграммов на литр

в водах в концентрациях на порядок меньших, чем железо. Имеются

отличия и в миграционных способностях. Это обусловлено большей устойчивостью Мn2+ в окислительных условиях.
В особенности это проявляется при разгрузке субмаринных гидротерм. Железо переходит во взвешенное (коллоидальное) состояние вблизи источника, а марганец – на заметном удалении, иногда до нескольких километров.

участием бактерий.
В концентрациях больше 0,1 мг/л марганец делает воду мутной,

а при концентрациях 0,5 мг/л появляется металлический привкус.
Предположительно оказывает мутагенное действие на теплокровных животных и токсичен для растений в концентрациях свыше 0,5 мг/л.
ПДК этого элемента в питьевой воде составляет в России 0,1 мг/л, в других странах колеблется от 0,05 до 0,1 мг/л.

образованиях на дне Океана были получены в ходе первой в

истории мировой науки комплексной океанологической экспедиции на английском судне “Челленджер”, продолжавшейся почти четыре года (1872-1876).
18 февраля 1873 г. при проведении драгировки в 160 милях к юго-западу от Канарских о-вов со дна были подняты черные округлые желваки - железомарганцевые конкреции, содержащие, как показали уже первые анализы, значительное количество никеля, меди и кобальта.

конкреций, образуют относительно тонкие покровы на твердых породах, в основном

на подводных поднятиях. Они были открыты и впервые описаны совместно с конкрециями в результате той же экспедиции на “Челленджере”
Главное геохимическое различие между Mn и Fe в океане сводится к многообразию минеральных форм, в которых Fe выводится в осадочную толщу как в окислительных, так и в восстановительных условиях, в то время как Mn может находиться в твердофазной форме только в окисленных условиях.

в благоприятных фациальных условиях (высокие содержания растворенного кислорода в морской

воде и низкие скорости седиментации) формирует рудные отложения в двух основных формах: железо-марганцевые конкреции (ЖМК) и корки.
Казалось бы, что само название этих стяжений свидетельствует о геохимической близости свойств главных рудообразующих металлов - Fe и Mn. Но это не совсем так. Еще В. И. Вернадский отмечал, что в природе в зоне гипергенеза нет ни одного железо-марганцевого минерала.

сопутствуют друг другу, но всегда разделены во времени и пространстве.

Это связано с разницей в стандартных потенциалах окисления - более низком у Fe и высоком у Mn. Поэтому Fe окисляется легче Mn и соответственно раньше образует окисные твердофазные соединения.

, H3AlO , HAlO2,
[Al2O3 H2О]. nH2О. Белое студенистое вещество,

плохо растворимое в воде
Источники поступления алюминия в природные воды:
частичное растворение глин и алюмосиликатов;
атмосферные осадки;
сточные воды различных производств.

формах.
Миграционная способность невысокая. Образует довольно устойчивые комплексы, в том

числе органоминеральные, находящиеся в воде в растворенном или коллоидном состоянии.
Концентрация алюминия в поверхностных водах обычно колеблется в пределах n.10-2 — n.10-1 мг/дм3, в некоторых кислых водах иногда достигает нескольких граммов в 1 дм3.

коагулянта применяют неочищенный алюминия сульфат (сернокислый глинозем), который содержит 33%

безводного алюминия сульфата и до 23% нерастворимых примесей.
При добавлении к воде Al2(SO4)3 вступает в реакцию с гидрокарбонатами кальция и магния , которые всегда содержатся в природной воде и обусловливают ее устранимую жесткость и щелочность:

ЗMg(НСO3)2 = 2Аl(ОН)3 + 3MgSO4 + 6СO2
Основным для процесса коагуляции

является образование Аl(ОН)3 в виде коллоидного раствора. Аl(ОН)3 придает ей опалесценцию и быстро коагулирует, образуя хлопья во всей толще воды.
Они имеют заряд, противоположный заряду коллоидных частиц гуминовых веществ, которые содержатся в природной воде. Благодаря этому коллоидные частицы коагулянта нейтрализуют заряд коллоидных гуминовых частиц воды.

и выпадают на дно, механически захватывая с собой крупную взвесь.
Обесцвечивание,

которого невозможно добиться другими способами очистки, происходит вследствие адсорбции гуминовых веществ на поверхности хлопьев коагулянта и дальнейшего выпадения в осадок. Уменьшение количества взвеси способствует также значительному уменьшению количества бактерий и вирусов, содержащихся в воде.

описал встречающуюся близ города Ле Бо (Les Baux), на юге

Франции, горную породу, содержащую 52% Аl2О3, 27,6% F2О3 и 20,4 % Н2О, причем назвал ее по месту нахождения бокситом (bauxite).
В настоящее время бокситы являются важнейшей алюминиевой рудой, на которой, за немногими исключениями, базируется почти вся мировая алюминиевая промышленность.

плотного, иногда пористого сложения. Для них характерна большая дисперсность составных

частей, нередко приближающаяся к дисперсности коллоидов.
Цвет бокситов весьма разнообразен, но чаще всего красный различных оттенков.

с последующим механическим перемещением и переотложением остаточного продукта, находящегося в

коллоидном состоянии.

По другой - бокситы являются химическим осадком, образовавшимся при разложении растворов алюминиевых, железных и титановых солей (получавшихся за счет выщелачивания природными водами изверженных пород) в момент поступления их в водоемы — моря и озера.

растворов алюминиевых солей при разных значениях рН, иллюстрирующая возможность гидрохимического

образования скоплений алюминия (в виде гидратов)

рН ниже 4; Алюминий растворяется (Алюминий, как катион)
рН = 4—7; Алюминий осаждается
рН =7-11; Алюминий остается в осадке
рН = 13—14; Алюминий растворяется (Алюминий, как анион)

высоких и при очень низких рН.
Первое редко осуществляется в земной

коре; гораздо важнее вторая группа растворов — кислых, в виде которых алюминий очень легко мигрирует (выносится).
К таким растворам относятся и некоторые типы гидротерм, характеризующиеся повышенными концентрациями алюминия.

живых организмов и человеку
ПДК составляет 0.5 мг/дм3